用于夹持和/或保持物体的机器人制造技术

机器人，包括：至少一个机器人臂，其支撑在框架上并且可以至少一个自由度移动；物体支撑在其上的夹持和/或保持装置；设置在夹持和/或保持装置中的至少一个电动机，借助于电动机产生扭矩和/或夹持力；和安装在机器人臂中的驱动轴，其以驱动方式联接到夹持和/或保持装置，夹持和/或保持装置可自由移动，使得根据需要执行绕自身纵向轴线的旋转。这通过以下来实现，在自由端部与夹持和/或保持装置之间设置接口，其通过固定到机器人臂的耦合器和与其适配的凸缘桥接，该凸缘连接到夹持和/或保持装置和驱动轴，在耦合器中设置连接到电源的第一感应操作收发器，在凸缘中设置连接到电动机的第二感应操作收发器，并且在耦合器与凸缘之间设置气隙。

【技术实现步骤摘要】
用于夹持和/或保持物体的机器人
本专利技术涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的用于夹持和/或保持物体的机器人。
技术介绍
这种机器人系统已经用于支持例如制造业中的人工作业达数十年。机器人在空间中运输或保持重物，使得它们可自由地接近以进行机械或手动处理。机器人包括彼此连接的多个铰接式机器人臂。机器人臂之间的接头可以设计成万向接头、呈铰链形式的回转接头或球形接头。因此，机器人臂的自由端部能够以多个旋转和/或平移自由度移动。各个机器人臂的运动所需的驱动系统通常包括电动机，每个电动机必须连接到电源以便获得所需的能量或电压，这引起各个机器人臂的旋转运动。为了拾取物体，机器人臂的自由端部具有夹持和/或保持装置，在该夹持和/或保持装置中安装有另一电动机。至少一个推力件应该是可移动的或由该电动机驱动。因此，相应的从动推力件可以在纵向轴线的方向上或垂直于夹持和/或保持装置移动，并与至少一个另外的推力件配合，该另外的推力件固定到夹持和/或保持装置或也以可驱动的方式联接到电动机，因此两个推力件可以朝向彼此或远离彼此移动。被夹持物体布置在相应的推力件之间，使得被夹持物体通过由电动机施加的进给力而被保持在推力件之间。夹持和/或保持装置在端部处支撑在机器人臂上，使得夹持和/或保持装置能够绕其自身的纵向轴线旋转，这意味着夹持和/或保持装置能够逆时针或顺时针转动，例如以改善被夹持物体的自由可接近性。已经发现的缺点是，由于电动机的电源所需的电缆限制了旋转的可能性，因此限制了夹持和/或保持装置旋转的可能性。这是因为当达到360°的旋转角度时，电缆在机器人臂与所连接的夹持和/或保持装置之间扭转到彼此中，而不管电缆是放置在内部还是外部。因此，现有技术的机器人仅能够执行360°的最大旋转。一旦达到最大旋转角度，就必须重新设置夹持和/或保持装置。因此，现有技术的机器人能够相对于它们的纵向轴线执行限制在+/-360°的旋转。即使夹持和/或保持装置的旋转角度受到止动件等的限制，电缆也会受到相当大的磨损和撕裂，因为夹持和/或保持装置的永久旋转在电缆上施加重力，这导致电缆在一定操作时段之后断裂，因此它们必须被更换。例如，US4,830,569A公开了一种用于机器人臂的非接触式电容性能量传输。电容性能量传输不利地是不合适的，因为用于操作在机器人臂的自由前端处的夹持和保持装置的电动机通常需要大量的能量，并且因此所需的能量不能由电容性传输提供到足够的程度。电容性能量传输在其容量上受到相当大的限制，这意味着它没有提供足够的电能来移动多个部件，即夹持臂的旋转或夹持指。此外，电容性能量传输装置具有电导体必须定位在距离彼此的极短的距离处的缺点。初级源和次级宿或负载之间的电容性能量传输装置的功率或传输速率随着这两侧之间的距离的每次减半而加倍，反之亦然。用于几瓦范围内的能量传输的技术可用容量在两位数皮法（picofarad）范围内。然而，这意味着例如需要手掌大小的表面作为电容性能量传输装置的发射器和接收器，因为应当大于1mm的距离以低传输速率操作。然而，尤其对于机器人，耦合器和凸缘之间的距离必须大得多，特别是为了确保机器人臂的旋转。此外，电容性能量传输装置的大面积发射器和接收器需要相当大的空间，因为发射器和接收器的大小也决定了电容性能量传输装置的功率比。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是，进一步改进前述类型的机器人，使得布置在机器人臂的自由端部处的夹持和/或保持装置可在空间中自由移动，也就是说，可以尽可能经常且快速地进行绕其自身的纵向轴线的旋转，而不限制机器人的运动所需的机械部件。根据本专利技术，通过专利权利要求1的特征部分的特征来实现该任务：本专利技术的其它有利实施例从从属权利要求中得到。在于，在机器人臂的在端部处的自由端部与夹持和/或保持装置之间设置接口，该接口通过以非旋转布置固定到机器人臂的耦合器和与所述耦合器适配的凸缘桥接，该凸缘以非旋转布置连接到夹持和/或保持装置和驱动轴，在耦合器中设置第一感应操作收发器，该收发器经由馈送到机器人臂的电线连接到电源上，在凸缘中设置第二感应操作收发器装置，该第二感应操作收发器经由电线连接到夹持和/或保持装置中的电动机，在耦合器与凸缘之间存在气隙作为接口的部件，由于经由两个感应操作收发器装置提供了至夹持和/或保持装置中存在的电动机的电源，因此确保了夹持和/或保持装置在空间中的自由旋转。经由两个感应收发器装置实现的电动机的电源允许夹持和/或保持装置以任何旋转角度自由且快速地旋转。完全消除了为传统机器人提供能量供应的电缆的磨损和撕裂。此外，两个收发器装置传输电信号，通过该电信号，如果在每个收发器装置中设置至少一个调制器和一个解调器，则推力件的运动可被调节并被永久地监测，借助于该调制器和解调器，电能和/或电信号在两个收发器装置之间交替地传输。有利地，收发器装置均包括至少一对调制器和解调器，借助于调制器和解调器，可以相互独立地进行信号或电能的感应传输。成对的调制器和解调器发射信号或电能。信号或能量传输可以是双向的，即，交替地在从电动机到评估装置、或者反之从电源到电动机的两个方向上。此外，信号或能量传输可以由合适的电传感器或其他机电部件监测和评估，使得机器人的操作状态永久地已知。必要时，由于存在的错误信息或与存储的程序序列的偏差，可以由合适的电气装置，例如微处理器，在外部执行对机器人的操作序列的合适干预。对应的措施一方面用于优化机器人的作业序列，另一方面用于尽可能精确地执行存储在数据库中的特定作业序列，或者借助于机器人的运动来模拟该特定作业序列。附图说明附图示出了根据本专利技术构造的机器人的示例性实施例，其细节解释如下。在附图中：图1以透视图示出了具有三个机器人臂和在端部处附接到机器人臂的凸缘的机器人，通过该凸缘，夹持和/或保持装置被可旋转地驱动，该机器人具有用于保持与夹持和/或保持装置相关联的物体并且以径向可移动的布置支撑在夹持和/或保持装置上的两个推力件，图2a示出了机器人臂的在如图1中所示的端部处的自由端部的放大截面，其中电缆线路在外侧延伸，图2b示出了如图1中所示的机器人臂的自由端部，其中电缆线路在内部延伸，图3a示出了如图2a中所示的机器人臂，其具有用于与夹持和/或保持装置中的电动机的运动和控制有关的功率和/或信号传输的电连接，图3b示出了如图2b中所示的机器人臂，其具有用于与夹持和/或保持装置中的电动机的运动和控制有关的功率和/或信号传输的电连接，图4a示出了贯穿如图2a中所示的机器人臂的截面，示出了用于信号和功率传输的调制器和解调器的成对布置，图4b示出了贯穿如图2b中所示的机器人臂的截面，示出了用于信号和功率传输的调制器和解调器的成对布置，图5a示出了贯穿根据图3a的机器人臂的截面，以及图5b示出了贯穿根据图3b的机器人臂的截面。具体实施方式图1示出了机器人1，借助于该机器人，物体2被夹持和保持在空间中。物体2可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于夹持和/或保持物体（2）、特别是工件、工具或载体部件的机器人（1），/n包括：/n-至少一个机器人臂（3、4、5），所述机器人臂支撑在支撑框架（19）上并且能够在空间中以至少一个平移和/或旋转自由度移动，/n-夹持和/或保持装置（6），相应的物体（2）以定位定向的方式支撑在所述夹持和/或保持装置上和/或以旋转布置保持在所述夹持和/或保持装置上，/n-至少一个电动机（9），其设置在所述夹持和/或保持装置（6）中，借助于所述电动机产生作用在所述物体（2）上的扭矩和/或夹持力，/n-以及安装在所述机器人臂（5）中的驱动轴（24），其以驱动方式联接到所述夹持和/或保持装置（6），优选地使得所述夹持和/或保持装置（6）绕其自身的纵向轴线（6'）旋转，/n其特征在于，/n-在所述机器人臂（5）的在端部处的自由端部（10）与所述夹持和/或保持装置（6）之间设置有接口（31），所述接口（31）通过以非旋转布置固定到所述机器人臂（5）的耦合器（25）和通过与所述耦合器适配的凸缘（11）桥接，所述凸缘（11）以非旋转布置连接到所述夹持和/或保持装置（6）和所述驱动轴（24），/n-第一感应操作收发器（12）设置在所述耦合器（25）中，所述收发器（12）经由馈送至所述机器人臂（5）的电线（14）连接至电源（15），/n-第二感应操作收发器（13）设置在所述凸缘（11）中，所述收发器（13）经由电线（14）连接到所述夹持和/或保持装置（6）中的电动机（9），/n-并且在所述耦合器（25）与所述凸缘（11）之间存在作为所述接口（31）的一部分的气隙（21）。/n...

【技术特征摘要】
20191001 EP 19200679.9;20200909 EP 20195208.21.一种用于夹持和/或保持物体（2）、特别是工件、工具或载体部件的机器人（1），
包括：
-至少一个机器人臂（3、4、5），所述机器人臂支撑在支撑框架（19）上并且能够在空间中以至少一个平移和/或旋转自由度移动，
-夹持和/或保持装置（6），相应的物体（2）以定位定向的方式支撑在所述夹持和/或保持装置上和/或以旋转布置保持在所述夹持和/或保持装置上，
-至少一个电动机（9），其设置在所述夹持和/或保持装置（6）中，借助于所述电动机产生作用在所述物体（2）上的扭矩和/或夹持力，
-以及安装在所述机器人臂（5）中的驱动轴（24），其以驱动方式联接到所述夹持和/或保持装置（6），优选地使得所述夹持和/或保持装置（6）绕其自身的纵向轴线（6'）旋转，
其特征在于，
-在所述机器人臂（5）的在端部处的自由端部（10）与所述夹持和/或保持装置（6）之间设置有接口（31），所述接口（31）通过以非旋转布置固定到所述机器人臂（5）的耦合器（25）和通过与所述耦合器适配的凸缘（11）桥接，所述凸缘（11）以非旋转布置连接到所述夹持和/或保持装置（6）和所述驱动轴（24），
-第一感应操作收发器（12）设置在所述耦合器（25）中，所述收发器（12）经由馈送至所述机器人臂（5）的电线（14）连接至电源（15），
-第二感应操作收发器（13）设置在所述凸缘（11）中，所述收发器（13）经由电线（14）连接到所述夹持和/或保持装置（6）中的电动机（9），
-并且在所述耦合器（25）与所述凸缘（11）之间存在作为所述接口（31）的一部分的气隙（21）。


2.根据权利要求1所述的机器人，
其特征在于，
在每个收发器装置（12、13）中设置至少一个调制器（26、26.1）和一个解调器（27、27.1），借助于所述调制器和解调器，在两个收发器装置（12、13）之间交替地传输电能和/或电信号。


3.根据权利要求1或2所述的机器人，
其特征在于，
一对线圈（28、29）被分配给每对调制器（26）或（26.1）和解调器（27）或（27.1）。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的机器人，
其特征在于，
为所述耦合器（25）分配了串行接收信号传输接口的布置，通过所述布置双向地实现信号或能量传输。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的机器人，
其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·毛雷尔，
申请(专利权)人：SMW奥托布洛克紧固系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE